莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学的研究人员将非匿名氨基酸构建模块引入活细胞的蛋白质中，开创了一种研究和操纵蛋白质结构和功能的强大工具
由此产生的非天然生物，大肠杆菌菌株，能够监测低水平的氧化应激
学分:肖实验室/水稻大学 莱斯大学的化学家晓寒和他的团队成功地扩展了大肠杆菌的遗传密码，产生了一种合成的构件，一种“非匿名氨基酸”
“结果是氧化应激的一个活指标
他们说，这项工作是朝着能够产生具有多种有用功能的新蛋白质和生物体的技术迈出的一步
他们的研究发表在细胞出版社杂志《化学》上
氨基酸是脱氧核糖核酸的组成部分
一般来说，生物体只需要20种蛋白质就可以为生命所需的全部蛋白质编程
但是萧借助一个1美元
800万美元的美国国立卫生研究院拨款，用于研究第21种氨基酸如何能够设计出服务于特定目的的“非天然生物”
这项新的研究正是通过改造细菌来产生额外的氨基酸，称为5-羟基色氨酸(5HTP)，这种氨基酸在人类中自然出现，是神经递质血清素的前体，但在E
大肠（杆）菌的
5HTP的新产生促使细菌产生一种蛋白质，当生物体处于代谢压力下时，这种蛋白质会发出荧光
“这个过程需要很多跨学科的技术，”肖说
“在这项研究中，我们将合成化学、合成生物学和代谢工程结合起来，创造了一种合成并编码第21个非匿名氨基酸的菌株，然后用它来生产所需的蛋白质
" 肖说，对自主非天然细菌进行编程需要三个步骤:首先，由研究生陈领导的研究人员为氨基酸5HTP创造了生物正交翻译机制
其次，他们发现并定位了一个空白密码子——一个不产生蛋白质的脱氧核糖核酸或核糖核酸序列——并对其进行遗传编辑以编码5HTP
第三，通过将其他物种的酶簇嫁接到大肠杆菌中
他们给了这种细菌产生5HTP的能力
肖说:“这些从程序性细菌中分离的含5HTP的蛋白质，可以进一步用药物或其他分子标记。”
“在这里，我们表明该菌株本身可以作为活性氧物种的活指标，并且检测限非常低
" 虽然研究人员已经报道了迄今为止200多种非匿名氨基酸的产生，但是它们中的大多数不能被它们的宿主生物合成
“这是一个持续了几十年的领域，但是以前人们关注的是化学部分，”肖说
“我们的愿景是用第21种氨基酸改造整个细胞，让我们研究活生物体的生物学或医学问题，而不仅仅是在实验室里处理细胞
他说:“将这项技术转移到宿主物种身上，就不需要向生物体中注入人工构建模块，因为它们可以自己合成并使用它。”
“这使我们能够在更高的、整个生物体的水平上研究非匿名氨基酸
" 最终，研究人员希望定制的构建模块将允许靶向细胞，如肿瘤中的细胞，制造自己的治疗药物
“这是我实验室未来的一个重要方向，”肖说
“我们希望细胞能够检测疾病，制造更好的药物，并实时释放它们
我们不认为那太远了
" 赖斯的博士后研究员、旅顺王和田泽如，本科生亚当·和访问学者·方，以及波士顿学院化学助理教授阿布舍克·查特吉共同撰写了这篇论文
肖是诺曼·哈克曼-韦尔奇青年研究员，化学助理教授
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